JP2008181638A - カップリング光学系、光学素子及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光検出器の誤検出を抑制して適切に情報の記録及び／又は再生を行えるカップリング光学系、光学素子および光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】第１のレンズＣＵＬの中間面ＩＰを傾けると、中間面ＩＰに入射した光束は、発散光束の状態で光ディスク側光学面Ｓ２から出射されることとなる。これにより中間面ＩＰを通過した光束が、対物レンズＯＬの有効径内に入射することが抑制され、誤検出を抑制できる。尚、中間面ＩＰは、テーパ面に限らず、光源側光学面Ｓ１を延長した球面もしくは非球面であっても良い。
【選択図】図２

Description

本発明は、カップリング光学系、光学素子及び光ピックアップ装置に関し、特に高密度光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うのに好適なカップリング光学系、光学素子及び光ピックアップ装置に関する。

波長４０５ｎｍの青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を「記録／再生」と記載する）を行う高密度光ディスクには２つの規格がある。これは、ＮＡ０．６５の対物レンズを使用して情報の記録／再生を行うＨＤ ＤＶＤ（以下、ＨＤという）であり、ＮＡ０．８５の対物レンズを使用して情報の記録／再生を行うＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）である。ＨＤには、１層あたり１５ＧＢの情報の記録が可能であり、ＢＤには、１層あたり２５ＧＢの情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。

ところで、特許文献１に示すような一般的な光ピックアップ装置においては、半導体レーザから出射された光束が、カップリングレンズ（コリメートレンズを含む）を介して発散角を適宜変更され、対物レンズに入射するようになっている。
特開２００２−０８２２８０号公報

ここで、ある使用条件において、カップリングレンズの有効径外を通過する光束が、対物レンズの有効径内に侵入することにより、ゴーストが生じることが判明した。これを、図６を参照して説明する。

図６は、光ピックアップ装置の光学系を示す一例の断面図であるが、理解しやすいように実際の素子間の軸線方向距離は変えて示している。図において、光源Ｐから照射された発散光束は、点線で示すように進行し、第１のレンズＣＵＬで発散角を変更され、第２のレンズＣＯＬで平行光束とされた後、絞りＡＰで有効径内の光束のみが対物レンズＯＢＪに入射し、光ディスクＯＤの情報記録面に集光されるようになっている。従って、有効径外の光束は、本来的には絞りＡＰに制限されて、対物レンズＯＢＪに入射することはないはずである。

ところで、ある種のカップリングレンズにおいては、金型を示すマークを付与するために、フランジ部ＦＬと光源側の光学面Ｓ１との間に、カップリングレンズの光軸に直交するような中間面ＩＰを設けることが行われている。ところが、このような中間面ＩＰを設けたために、図６で実線で示すように、中間面ＩＰを通過した有効径外の光束の一部が、光ディスク側の光学面Ｓ２を通過して屈折されてしまい、収束光として絞りＡＰの範囲内に入射する場合がある。この有効径外の光束が対物レンズＯＢＪにより集光されると、光検出器に迷光として検出されエラーを生じる恐れがある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光検出器の誤検出を抑制して適切に情報の記録／再生を行えるカップリング光学系、光学素子及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載のカップリング光学系は、光源と、対物レンズとを有し、前記光源から射出された光束を、前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用いるとともに、前記光源と前記対物レンズとの間に配置されるカップリング光学系であって、
前記光源と前記対物レンズとの間の非平行な光束中に配置されるパワーを有する第１光学素子と、前記第１光学素子と前記対物レンズとの間に配置される正のパワーを有する第２光学素子からなり、
前記第１光学素子は、光学面と、前記光学面の外側に設けられた有効径外部とを有し、
前記光源からの非平行な光束が前記第１光学素子の前記有効径外部に入射した際に、前記第２光学素子を透過した光束が平行な方向よりも光軸に近づく方向に出射される光を低減する低減構造を、前記第１光学素子の前記有効径外部に形成したことを特徴とする。

本発明によれば、前記カップリング光学系は、前記光源からの非平行な光束が前記第１光学素子の前記有効径外部に入射した際に、前記第２光学素子を透過した光束が平行な方向よりも光軸に近づく方向に出射される光を低減する低減構造を、前記第１光学素子の前記有効径外部に形成したので、前記第１光学素子の前記有効径外部に非平行な光束が入射した場合には、前記第２光学素子を透過した光束が屈折されて対物レンズの有効径内に侵入することが抑制され、従って迷光として光ピックアップ装置の光検出器に検出されることを低減でき、エラーの発生を抑制できる。尚、フランジ部の面と中間面とは連続していても良いし、別々でも良い。

請求項２に記載のカップリング光学系は、請求項１に記載の発明において、前記低減構造は、光軸に直交する面に対して傾斜した面であることを特徴とするので、前記有効径外部を通過した光束を、前記対物レンズの有効径外に入射させることができる。

請求項３に記載のカップリング光学系は、請求項１又は２に記載の発明において、前記低減構造は、前記光学面を延長した形状の面であることを特徴とする。

請求項４に記載のカップリング光学系は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記低減構造は、入射光束を散乱させる表面構造であることを特徴とするので、前記有効径外部を通過した光束を、前記対物レンズの有効径外に入射させることができる。前記低減構造としては、成形に用いる金型の対応する表面をサンドブラスト処理等によって荒らすなどして転写後の面粗度を大きくしたものや、エンボス加工を施したものなどがある。

請求項５に記載のカップリング光学系は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記有効径外部に、金型に関する情報が付与されていることを特徴とするので、かかる情報に基づいて、いずれの金型から成形された光学素子かを容易に判断できる。

請求項６に記載のカップリング光学系は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、前記低減構造は、前記光学面の外側に設けられた有効径外部に形成されていることを特徴とする。

請求項７に記載のカップリング光学系は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記第１光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有するカップリング光学系であって、前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
前記有効径外部は、前記フランジ部の光源側のフランジ面と、前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
前記中間面には前記低減構造が形成されているとともに、
前記光源側のフランジ面には、前記フランジ部に入射した光束を散乱させる表面構造が形成されていることを特徴とするので、前記フランジ面から反射した光束が、光ピックアップ装置の光検出器に受光されることを抑えて、更にエラーの発生を抑制できる。

請求項８に記載のカップリング光学系は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有するカップリング光学系であって、前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
前記有効径外部は、前記フランジ部の光源側のフランジ面と、前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
前記中間面には前記低減構造が形成されているとともに、
前記光源側のフランジ面は、前記第１光学素子の光軸に直交する面に対して傾いていることを特徴とするので、前記フランジ部から反射した光束が、光ピックアップ装置の光検出器に受光されることを抑えて、更にエラーの発生を抑制できるので、本発明の効果が高い。

請求項９に記載のカップリング光学系は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記第２光学素子は、前記第１光学素子からの発散光束を平行光束に変換するコリメートレンズであることを特徴とする。

請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、光源と、対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置された請求項１〜９のいずれかに記載のカップリング光学系とを有し、前記光源から射出された光束を、前記カップリング光学系及び前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする。

請求項１１に記載の光学素子は、光源と、コリメートレンズと、対物レンズとを有し、前記光源から射出された光束を、前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用いるとともに、前記光源と前記対物レンズとの間の非平行な光束中に配置するパワーを有する光学素子であって、
前記光学素子は、光学面と、前記光学面の外側に設けられた有効径外部とを有し、前記有効径外部は、光軸に直交する面に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする。

本発明によれば、前記有効径外部が、光軸に直交する面に対して傾斜した傾斜面を有するので、前記第１光学素子の前記有効径外部に非平行な光束が入射した場合には、前記第２光学素子を透過した光束が対物レンズの有効径内に侵入することが抑制され、従って迷光として光ピックアップ装置の光検出器に検出されることを低減でき、エラーの発生を抑制できる。

請求項１２に記載の光学素子は、請求項１１に記載の発明において、前記傾斜面は、前記光学面を延長した形状の面であることを特徴とする。

請求項１３に記載の光学素子は、請求項１１又は１２に記載の発明において、前記有効径外部に、金型に関する情報が付与されていることを特徴とする。

請求項１４に記載の光学素子は、請求項１１〜１３のいずれかに記載の発明において、前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、前記傾斜面は、前記光学面の外側に設けられた有効径外部に形成されていることを特徴とする。

請求項１５に記載の光学素子は、請求項１１〜１４のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有する光学素子であって、前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
前記有効径外部は、前記フランジ部の光源側のフランジ面と、前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
前記中間面には前記傾斜面が形成されているとともに、
前記光源側のフランジ面には、前記フランジ部に入射した光束を散乱させる表面構造が形成されていることを特徴とする。

請求項１６に記載の光学素子は、請求項１１〜１５のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有する光学素子であって、前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
前記有効径外部は、前記フランジ部の光源側のフランジ面と、前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
前記中間面には前記傾斜面が形成されているとともに、
前記光源側のフランジ面は、前記光学素子の光軸に直交する面に対して傾いていることを特徴とする。

請求項１７に記載の光学素子は、請求項１１〜１６のいずれかに記載の発明において、前記光学素子は、カップリングレンズであることを特徴とする。

請求項１８に記載の光ピックアップ装置は、光源と、コリメートレンズと、対物レンズと、前記光源と前記コリメートレンズとの間に配置された請求項１１〜１７のいずれかに記載の光学素子とを有し、前記光源から射出された光束を、前記光学素子、前記コリメートレンズ及び前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする。

請求項１９に記載の光学素子は、光源と、コリメートレンズと、対物レンズとを有し、前記光源から射出された光束を、前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用いるとともに、前記光源と前記対物レンズとの間の非平行な光束中に配置するパワーを有する光学素子であって、
前記光学素子は、光学面と、前記光学面の外側に設けられた有効径外部とを有し、前記有効径外部に、入射光束を散乱させる表面構造を有することを特徴とする。

本発明によれば、前記有効径外部に、入射光束を散乱させる表面構造を有するので、前記第１光学素子の前記有効径外部に非平行な光束が入射した場合に、前記第２光学素子を透過した光束が対物レンズの有効径内に侵入することが抑制され、従って迷光として光ピックアップ装置の光検出器に検出されることを低減でき、エラーの発生を抑制できる。

請求項２０に記載の光学素子は、請求項１９に記載の発明において、前記有効径外部に、金型に関する情報が付与されていることを特徴とする。

請求項２１に記載の光学素子は、請求項１９又は２０に記載の発明において、前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、前記表面構造は、前記光学面の外側に設けられた有効径外部に形成されていることを特徴とする。

請求項２２に記載の光学素子は、請求項１９〜２１のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有する光学素子であって、前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
前記有効径外部は、前記フランジ部の光源側のフランジ面と、前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
前記中間面には前記表面構造が形成されているとともに、
前記光源側のフランジ面には、前記フランジ部に入射した光束を散乱させる表面構造が形成されていることを特徴とする。

請求項２３に記載の光学素子は、請求項１９〜２２のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有する光学素子であって、前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
前記有効径外部は、前記フランジ部の光源側のフランジ面と、前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
前記中間面には前記表面構造が形成されているとともに、
前記光源側のフランジ面は、前記光学素子の光軸に直交する面に対して傾いていることを特徴とする。

請求項２４に記載の光学素子は、請求項１９〜２３のいずれかに記載の発明において、前記光学素子は、カップリングレンズであることを特徴とする。

請求項２５に記載の光ピックアップ装置は、光源と、コリメートレンズと、対物レンズと、前記光源と前記コリメートレンズとの間に配置された請求項１９〜２４のいずれかに記載の光学素子とを有し、前記光源から射出された光束を、前記光学素子、前記コリメートレンズ及び前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする。

対物レンズとは、光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズのみを指す場合もあるが、本明細書においては、そのレンズと共にアクチュエータによって少なくとも光軸方向に作動可能な光学素子やレンズを更に有する際には、それらレンズや光学素子を全て含めて対物レンズと呼ぶものとする。

本発明によれば、光検出器の誤検出を抑制して適切に情報の記録／再生を行える光学素子及び光ピックアップ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、光ディスク（光情報記録媒体ともいう）ＢＤに対して適切に情報の記録／再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、各種の光情報再生装置や光情報記録再生装置等に搭載できる。光源としての半導体レーザＬＤと、対物レンズＯＢＪとの間には、２群のカップリング光学系を構成し、それぞれ正のパワーを有する第１のレンズ（カップリングレンズ又は第１の光学素子ともいう）ＣＵＬ（光源側）と第２のレンズ（コリメートレンズ又は第２の光学素子ともいう）ＣＯＬ（光ディスク側）とが配置されている。尚、カップリング光学系は３群以上であっても良いし、２群以上のカップリング光学系のうち１つ又は一部を取り出して、カップリングレンズと呼ぶことができる。

半導体レーザＬＤから射出された発散光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、光学素子である第１のレンズＣＵＬを通過する際に発散角が変換され、第２のレンズＣＯＬで平行光束とされた後、λ／４波長板ＱＷＰ、絞りＡＰを通過し、対物レンズＯＢＪにより、光ディスク（光情報記録媒体ともいう）ＢＤの保護基板ＰＬ（厚さｔ１）を介してその情報記録面ＲＬに集光され、ここに集光スポットを形成する。

そして情報記録面ＲＬで情報ピットにより変調された光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＡＰ、λ／４波長板ＱＷＰ、第２のレンズＣＯＬ、第１のレンズＣＵＬを透過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して光検出器ＰＤの受光面に入射するので、その出力信号を用いて、光ディスクＢＤに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。

また、光検出器ＰＤ上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、アクチュエータＡＣ１が、半導体レーザＬＤからの光束を光ディスクＢＤの情報記録面上に結像するように対物レンズＯＢＪを移動させるようになっている。

図２は、本実施の形態にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。図２において、第１のレンズＣＵＬの光源側の面は、第１のレンズＣＵＬの光軸Ｘを含む光学面（光学機能面ともいう）Ｓ１と、第１のレンズＣＵＬの周囲において支持部ＳＰにより支持されるフランジ部ＦＬの光源側フランジ面ＦＬ１と、光源側光学面Ｓ１と光源側フランジ面ＦＬ１との間に設けられた中間面ＩＰとを含んでいる。中間面ＩＰには、図示していないが、金型を用いた成形転写時に形成される小さな凹凸が設けられている。かかる凹凸は、金型の識別マークとして機能する。尚、中間面ＩＰと、フランジ部ＦＬの光源側フランジ面ＦＬ１とが、それぞれ有効径外部ＥＯを構成する。

本実施の形態においては、中間面ＩＰは、第１のレンズＣＵＬの光軸Ｘに直交する面に対して角度θ＝１０〜３０度で傾いている（テーパ面）。このように中間面ＩＰを傾けると、中間面ＩＰに入射した発散光束が、第２のレンズＣＯＬを介して、対物レンズＯＬの有効径内に入射することが抑制され、誤検出を抑制できるので、いわゆる低減構造を構成することとなる。尚、中間面ＩＰは第１のレンズＣＵＬの光軸Ｘに直交する面に対して傾いていれば良く、テーパ面の代わりに、光源側光学面Ｓ１を延長した球面もしくは非球面であっても良い。

低減構造の別の例として、中間面ＩＰを傾ける代わりに、中間面ＩＰに面粗度が大きくなった表面構造を形成しても良い。具体的には、第１のレンズＣＵＬを転写成形する金型（不図示）において、中間面ＩＰを転写する面に予めサンドブラスト加工等を施しておき、その面粗度を大きくしておく。かかる金型を用いて第１のレンズＣＵＬを転写成形すれば、中間面ＩＰに面粗度が大きくなった表面構造が形成される。これにより中間面ＩＰに入射する光束を散乱させ、中間面ＩＰを通過した光束が、対物レンズＯＬの有効径内に入射することが抑制され、更に誤検出を抑制できる。中間面ＩＰの面粗度は、中心線平均粗さＲａで２μｍ以上４μｍ以下であると好ましい。

又、第１のレンズＣＵＬの光源側フランジ面ＦＬ１は、一点鎖線で示すように、外方に傾いたテーパ形状とすると、反射光が光検出器ＰＤに入射することが抑制されるので好ましい。又、光源側フランジ面ＦＬ１の面粗度を、中間面IP上に形成された表面構造と同様な手法で大きくしても良い。更に、光ディスク側フランジ面ＦＬ２を延長して、一点鎖線で示すように光学面Ｓ２と交差させてもよい。

以下、本実施の形態に好適な実施例について説明する。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０^-3）を、Ｅ（例えば、２．５Ｅ−３）を用いて表すものとする。

以下の各実施例においては、説明の重複を避けるため同機能部材には同符号を付与し、図２および実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。

（実施例１）
図７は、実施例１にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。実施例１において、有効径外部ＥＯは、第１のレンズＣＵＬの光軸Ｘに直交する面に対して角度θ＝１５°で傾いている中間面ＩＰを有している。角度θ＝１５°の傾斜面はいわゆる低減構造を構成している。

本実施例にかかる光学系の光学面は、それぞれ式（１）に、表１に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。

ｚ＝（ｙ²／Ｒ）／［１＋√｛１−（κ＋１）（ｙ／Ｒ）²｝］＋Ａ₄ｙ⁴＋Ａ₆ｙ⁶＋Ａ₈ｙ⁸＋Ａ₁₀ｙ¹⁰＋Ａ₁₂ｙ¹²＋Ａ₁₄ｙ¹⁴＋Ａ₁₆ｙ¹⁶＋Ａ₁₈ｙ¹⁸＋Ａ₂₀ｙ²⁰ ・・・（１）
但し、 ｚ：非球面形状（非球面の面頂点に接する平面から光軸に沿った方向の距離）
ｙ：光軸からの距離
Ｒ：曲率半径
κ：コーニック係数
Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀，Ａ₁₂，Ａ₁₄，Ａ₁₆，Ａ₁₈，Ａ₂₀：非球面係数

図３に本実施例にかかる光ピックアップ装置の光路図を示す。半導体レーザＬＤ（発光点Ｐ）から射出された発散光束は、実線で示すように進行し、パワーを有する第１のレンズＣＵＬを通過する際に異なる発散角を持つように変換される。そして、正のパワーを有する第２のレンズＣＯＬで平行光束とされた後、第１のレンズＣＵＬの有効径内の光束のみが絞りＡＰを通過し、対物レンズＯＢＪにより、光ディスクＯＤの情報記録面に集光されるようになっている。

図４は、実施例１における第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路図であり、図５は、比較例の第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路図である。比較例の第１のレンズＣＵＬ'は、中間面ＩＰ及び光源側のフランジ面ＦＬ１が第１のレンズＣＵＬの光軸に直交しており、いずれも光軸に直交した面に対する傾斜面や光学面を延長した形状の面、入射光束を散乱させる表面構造などの、いわゆる低減構造を有していない。一方、それに対して、実施例の第１のレンズＣＵＬは、中間面ＩＰが第１のレンズＣＵＬの光軸に直交する面に対してθ＝１５度の角度で傾いている。尚、第２のレンズＣＯＬは本実施例、比較例とも共通である。

図４，５を比較すると明らかであるが、比較例の第１のレンズＣＵＬ'の中間面ＩＰ及び第２のレンズＣＯＬを通過した光束は、収束光束となるのに対して、実施例の第１のレンズＣＵＬの中間面ＩＰ及び第２のレンズＣＯＬを通過した光束は、略平行光束になるため、その後絞りＡＰにより制限され、対物レンズＯＢＪに入射することが抑制される。従って本実施例によれば、中間面ＩＰを通過した光束が迷光として光ピックアップ装置の光検出器に検出されることを低減でき、エラーの発生を抑制できる。

（実施例２）
図８は、実施例２にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。実施例１において、有効径外部ＥＯは、第１のレンズＣＵＬの光源側光学面Ｓ１を延長した面から構成される中間面ＩＰを有している。光学面Ｓ１を延長した面はいわゆる低減構造を構成している。

実施例２にかかる光ピックアップ装置及びカップリング光学系の光学面、及び光路図は実施例１と共通である。

ここで、実施例２における第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路と、比較例の第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路を比較する。比較例は実施例１と対比したものと同じ例を使用し、実施例２と比較例の光路は、図４、５と同様である。

実施例２における第１のレンズＣＵＬにおいて、中間面ＩＰが第１のレンズＣＵＬの光源側光学面Ｓ１を延長した面から構成されているのに対し、比較例の第１のレンズＣＵＬ'は、中間面ＩＰが第１のレンズＣＵＬ'の光軸に直交している。

比較例における第１のレンズＣＵＬ'の中間面ＩＰ及び第２のレンズＣＯＬを通過した光束が収束光束となるのに対して、実施例２における第１のレンズＣＵＬの中間面ＩＰ及び第２のレンズＣＯＬを通過した光束は略平行光束になるため、その後絞りＡＰにより制限され、対物レンズＯＢＪに入射することが抑制される。従って本実施例によれば、中間面ＩＰを通過した光束が迷光として光ピックアップ装置の光検出器に検出されることを低減でき、エラーの発生を抑制できる。

（実施例３）
図９は、実施例３にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。実施例３において、有効径外部ＥＯは、第１のレンズＣＵＬの光源側フランジ面ＦＬ１と、中間面ＩＰを有している。中間面ＩＰは第１のレンズＣＵＬの光軸Ｘに直交する面に対して角度θ＝１５°で傾いており、いわゆる低減構造を構成している。また、第１のレンズＣＵＬの光源側フランジ面ＦＬ１には面粗度が大きくなった表面構造が形成されている。

実施例３にかかる光ピックアップ装置及びカップリング光学系の光学面、及び光路図は実施例１と共通である。

ここで、実施例３における第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路と、比較例の第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路を比較する。比較例は実施例１と対比したものと同じ例を使用し、実施例２と比較例の光路は、図４、５と同様である。

実施例３における第１のレンズＣＵＬにおいて中間面ＩＰが第１のレンズＣＵＬの光軸Ｘに直交する面に対して角度θ＝１５°で傾いているのに対し、比較例の第１のレンズＣＵＬ'は、中間面ＩＰが第１のレンズＣＵＬの光軸に直交している。

比較例における第１のレンズＣＵＬ'の中間面ＩＰ及び第２のレンズＣＯＬを通過した光束が収束光束となるのに対して、実施例３における第１のレンズＣＵＬの中間面ＩＰ及び第２のレンズＣＯＬを通過した光束は略平行光束になるため、その後絞りＡＰにより制限され、対物レンズＯＢＪに入射することが抑制される。従って本実施例によれば、中間面ＩＰを通過した光束が迷光として光ピックアップ装置の光検出器に検出されることを低減でき、エラーの発生を抑制できる。

さらに、実施例３における第１のレンズＣＵＬには、第１のレンズＣＵＬの光源側フランジ面ＦＬ１には面粗度が大きくなった表面構造が形成されており、フランジ面に入射する光束を散乱させることができる。これにより、フランジ面を通過した光束が対物レンズＯＬの有効径内に入射することが抑制され、誤検出をより抑制することができる。

なお、実施例３では、有効径外部ＥＯが表面構造を有するフランジ面ＦＬ１と、光軸Ｘに直交する面に対して傾いている中間面ＩＰを有しているが、中間面ＩＰを光軸Ｘに直交する面に対して傾ける代わりに、図８に示すように、第１のレンズＣＵＬの光源側光学面Ｓ１を延長した面としても同様の効果を得ることができる。また、フランジ面ＦＬ１に表面構造を形成する代わりに、図２に示すように光軸Ｘに直交する面に対して傾けても同様の効果を得ることができる。

（実施例４）
図１０は、実施例４にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。実施例４において、有効径外部ＥＯは、面粗度が大きい表面構造を有する中間面ＩＰを有している。表面構造は入射光束を散乱させ、いわゆる低減構造を構成している。

実施例４にかかる光ピックアップ装置及びカップリング光学系の光学面、及び光路図は実施例１と共通である。

ここで、実施例４における第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路と、比較例の第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路を比較する。比較例は実施例１と対比したものと同じ例を使用し、実施例２と比較例の光路は、図４、５と同様である。

比較例における第１のレンズＣＵＬ'の中間面ＩＰ及び第２のレンズＣＯＬを通過した光束が収束光束となるのに対して、実施例４における第１のレンズＣＵＬの中間面ＩＰに入射した光束は表面構造により散乱されるため、その後絞りＡＰにより制限され、対物レンズＯＢＪに入射することが抑制される。従って本実施例によれば、中間面ＩＰを通過した光束が迷光として光ピックアップ装置の光検出器に検出されることを低減でき、エラーの発生を抑制できる。

（実施例５）
図１１は、実施例５にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。実施例５において、有効径外部ＥＯは、面粗度が大きい表面構造を有する中間面ＩＰを有している。表面構造は入射光束を散乱させ、いわゆる低減構造を構成している。また、第１のレンズＣＵＬの光源側フランジ面ＦＬ１には面粗度が大きくなった表面構造が形成されている。

実施例５にかかる光ピックアップ装置及びカップリング光学系の光学面、及び光路図は実施例１と共通である。

ここで、実施例５における第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路と、第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路を比較する。比較例は実施例１と対比したものと同じ例を使用し、実施例２と比較例の光路は、図４、５と同様である。

比較例における第１のレンズＣＵＬ'の中間面ＩＰ及び第２のレンズＣＯＬを通過した光束が収束光束となるのに対して、実施例５における第１のレンズＣＵＬの中間面ＩＰに入射した光束は表面構造により散乱されるため、その後絞りＡＰにより制限され、対物レンズＯＢＪに入射することが抑制される。従って本実施例によれば、中間面ＩＰを通過した光束が迷光として光ピックアップ装置の光検出器に検出されることを低減でき、エラーの発生を抑制できる。

さらに、実施例５の第１のレンズＣＵＬには、第１のレンズＣＵＬの光源側フランジ面ＦＬ１には面粗度が大きくなった表面構造が形成されており、フランジ面に入射する光束を散乱させることができる。これにより、フランジ面を通過した光束が対物レンズＯＬの有効径内に入射することが抑制され、誤検出をより抑制することができる。

なお、実施例５では、有効径外部ＥＯが表面構造を有するフランジ面ＦＬ１と、表面構造を有する中間面ＩＰを有しているが、フランジ面ＦＬ１に表面構造を形成する代わりに、図２に示すように光軸Ｘに直交する面に対して傾けても同様の効果を得ることができる。

以上の実施の形態はＢＤ専用の光ピックアップ装置を例としたが、例えばＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤのいずれかに対して情報の記録／再生を行う光ピックアップ装置に本発明を適用することもできる。

光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。 本実施の形態にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。 本実施例にかかる光学系の光路図である。 実施例における光学系の第１のレンズＣＵＬに対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路図である。 比較例における光学系の第１のレンズＣＵＬ'に対して、有効径外の光束を入射させた場合の光路図である。 従来例の光学系の光路図である。 実施例１にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。 実施例２にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。 実施例３にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。 実施例４にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。 実施例５にかかる第１のレンズＣＵＬの断面図である。

符号の説明

ＡＣ１ アクチュエータ
ＡＰ 絞り
ＢＤ 光ディスク
ＣＯＬ第２のレンズ
ＣＵＬ第１のレンズ
ＦＬ フランジ部
ＦＬ１ 光源側のフランジ面
ＦＬ２ 光ディスク側のフランジ面
ＩＰ 中間面
ＬＤ 半導体レーザ
ＯＢＪ 対物レンズ
ＯＤ 光ディスク
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ 光検出器
ＰＬ 保護基板
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
ＲＬ 情報記録面
Ｓ１ 光源側光学面
Ｓ２ 光ディスク側光学面
ＳＥＮ センサレンズ
ＳＰ 支持部
Ｘ 光軸

Claims (25)

1. 光源と、対物レンズとを有し、前記光源から射出された光束を、前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用いるとともに、前記光源と前記対物レンズとの間に配置されるカップリング光学系であって、
   前記光源と前記対物レンズとの間の非平行な光束中に配置されるパワーを有する第１光学素子と、前記第１光学素子と前記対物レンズとの間に配置される正のパワーを有する第２光学素子からなり、
   前記第１光学素子は、光学面と、前記光学面の外側に設けられた有効径外部とを有し、
   前記光源からの非平行な光束が前記第１光学素子の前記有効径外部に入射した際に、前記第２光学素子を透過した光束が平行な方向よりも光軸に近づく方向に出射される光を低減する低減構造を、前記第１光学素子の前記有効径外部に形成したことを特徴とするカップリング光学系。
2. 前記低減構造は、光軸に直交する面に対して傾斜した面であることを特徴とする請求項１に記載のカップリング光学系。
3. 前記低減構造は、前記光学面を延長した形状の面であることを特徴とする請求項１又は２に記載のカップリング光学系。
4. 前記低減構造は、入射光束を散乱させる表面構造であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカップリング光学系。
5. 前記有効径外部に、金型に関する情報が付与されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカップリング光学系。
6. 前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
   前記低減構造は、前記光学面の外側に設けられた有効径外部に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカップリング光学系。
7. 前記第１光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有するカップリング光学系であって、
   前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
   前記有効径外部は、
   前記フランジ部の光源側のフランジ面と、
   前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
   前記中間面には前記低減構造が形成されているとともに、
   前記光源側のフランジ面には、前記フランジ部に入射した光束を散乱させる表面構造が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカップリング光学系。
8. 前記第１光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有するカップリング光学系であって、
   前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
   前記有効径外部は、
   前記フランジ部の光源側のフランジ面と、
   前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
   前記中間面には前記低減構造が形成されているとともに、
   前記光源側のフランジ面は、前記第１光学素子の光軸に直交する面に対して傾いていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のカップリング光学系。
9. 前記第２光学素子は、前記第１光学素子からの発散光束を平行光束に変換するコリメートレンズであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のカップリング光学系。
10. 光源と、対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置された請求項１〜９のいずれかに記載のカップリング光学系とを有し、前記光源から射出された光束を、前記カップリング光学系及び前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。
11. 光源と、コリメートレンズと、対物レンズとを有し、前記光源から射出された光束を、前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用いるとともに、前記光源と前記対物レンズとの間の非平行な光束中に配置するパワーを有する光学素子であって、
    前記光学素子は、光学面と、前記光学面の外側に設けられた有効径外部とを有し、前記有効径外部は、光軸に直交する面に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする光学素子。
12. 前記傾斜面は、前記光学面を延長した形状の面であることを特徴とする請求項１１に記載の光学素子。
13. 前記有効径外部に、金型に関する情報が付与されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光学素子。
14. 前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
    前記傾斜面は、前記光学面の外側に設けられた有効径外部に形成されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の光学素子。
15. 前記光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有する光学素子であって、
    前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
    前記有効径外部は、
    前記フランジ部の光源側のフランジ面と、
    前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
    前記中間面には前記傾斜面が形成されているとともに、
    前記光源側のフランジ面には、前記フランジ部に入射した光束を散乱させる表面構造が形成されていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の光学素子。
16. 前記光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有する光学素子であって、
    前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
    前記有効径外部は、
    前記フランジ部の光源側のフランジ面と、
    前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
    前記中間面には前記傾斜面が形成されているとともに、
    前記光源側のフランジ面は、前記光学素子の光軸に直交する面に対して傾いていることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の光学素子。
17. 前記光学素子は、カップリングレンズであることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載の光学素子。
18. 光源と、コリメートレンズと、対物レンズと、前記光源と前記コリメートレンズとの間に配置された請求項１１〜１７のいずれかに記載の光学素子とを有し、前記光源から射出された光束を、前記光学素子、前記コリメートレンズ及び前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。
19. 光源と、コリメートレンズと、対物レンズとを有し、前記光源から射出された光束を、前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用いるとともに、前記光源と前記対物レンズとの間の非平行な光束中に配置するパワーを有する光学素子であって、
    前記光学素子は、光学面と、前記光学面の外側に設けられた有効径外部とを有し、前記有効径外部に、入射光束を散乱させる表面構造を有することを特徴とする光学素子。
20. 前記有効径外部に、金型に関する情報が付与されていることを特徴とする請求項１９に記載の光学素子。
21. 前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
    前記表面構造は、前記光学面の外側に設けられた有効径外部に形成されていることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の光学素子。
22. 前記光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有する光学素子であって、
    前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
    前記有効径外部は、
    前記フランジ部の光源側のフランジ面と、
    前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
    前記中間面には前記表面構造が形成されているとともに、
    前記光源側のフランジ面には、前記フランジ部に入射した光束を散乱させる表面構造が形成されていることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれかに記載の光学素子。
23. 前記光学素子の周囲に設けられたフランジ部をさらに有する光学素子であって、
    前記光学面は前記第１光学素子の光源側に位置し、
    前記有効径外部は、
    前記フランジ部の光源側のフランジ面と、
    前記光源側のフランジ面及び前記光学面の間に形成される中間面とを有しており、
    前記中間面には前記表面構造が形成されているとともに、
    前記光源側のフランジ面は、前記光学素子の光軸に直交する面に対して傾いていることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれかに記載の光学素子。
24. 前記光学素子は、カップリングレンズであることを特徴とする請求項１９〜２３のいずれかに記載の光学素子。
25. 光源と、コリメートレンズと、対物レンズと、前記光源と前記コリメートレンズとの間に配置された請求項１９〜２４のいずれかに記載の光学素子とを有し、前記光源から射出された光束を、前記光学素子、前記コリメートレンズ及び前記対物レンズを介して光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。

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